JP2001153850A - 超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置 - Google Patents
超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 タンデム法によって被検査体を探傷して、検
出された反射エコーに基づいて断面画像表示を行う超音
波探傷画像表示装置において、反射源の実体に即した断
面画像を生成する。 【解決手段】 送信用斜角探触子１２Ａから超音波が送
信されてから受信用斜角探触子１２Ｂにおいて反射エコ
ーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出さ
れる伝搬距離ｒと、送信用及び受信用斜角探触子１２
Ａ，１２Ｂを当接したレール１の表面から底面（背面）
までの距離ｈと、送信用及び受信用の斜角探触子１２
Ａ，１２Ｂの位置ｘ0±ｄとから、検出された反射エコ
ーの反射源の位置を算出して、断面画像表示を行う。
出された反射エコーに基づいて断面画像表示を行う超音
波探傷画像表示装置において、反射源の実体に即した断
面画像を生成する。 【解決手段】 送信用斜角探触子１２Ａから超音波が送
信されてから受信用斜角探触子１２Ｂにおいて反射エコ
ーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出さ
れる伝搬距離ｒと、送信用及び受信用斜角探触子１２
Ａ，１２Ｂを当接したレール１の表面から底面（背面）
までの距離ｈと、送信用及び受信用の斜角探触子１２
Ａ，１２Ｂの位置ｘ0±ｄとから、検出された反射エコ
ーの反射源の位置を算出して、断面画像表示を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波を利用して
鉄道レール等の被検査体を探傷してその画像表示を行う
超音波探傷画像表示方法及び装置に関する。
鉄道レール等の被検査体を探傷してその画像表示を行う
超音波探傷画像表示方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の鉄道レール１などを超音波
で探傷する際の計測状態を示す斜視図であり、図３は超
音波探傷装置２の機能構成を示すブロック図である。こ
の例では、探傷対象のレール１上を、超音波探傷装置２
と接続されるケーブル３の先端に設けられた超音波探触
子４を移動させてレール１の探傷を行っている。
で探傷する際の計測状態を示す斜視図であり、図３は超
音波探傷装置２の機能構成を示すブロック図である。こ
の例では、探傷対象のレール１上を、超音波探傷装置２
と接続されるケーブル３の先端に設けられた超音波探触
子４を移動させてレール１の探傷を行っている。
【０００３】この際、送信部２ａから一定周期で出力さ
れる送信信号が超音波探触子４に入力され内部の図示し
ない振動子からの超音波パルスがレール１に入射され
る。この超音波パルスがレール１の傷などで反射し、こ
の反射波が超音波探触子４の振動子で受信される。
れる送信信号が超音波探触子４に入力され内部の図示し
ない振動子からの超音波パルスがレール１に入射され
る。この超音波パルスがレール１の傷などで反射し、こ
の反射波が超音波探触子４の振動子で受信される。
【０００４】この受信信号が受信部２ｂに入力され増幅
された後に信号処理部２ｃに入力される。信号処理部２
ｃは、所定の伝搬時間、即ち超音波探触子４からレール
１に入射された超音波パルスが傷などで反射して再び超
音波探触子４で受信されるまでの時間の範囲のみを検出
対象とするためのゲート回路を有しており、受信信号を
ゲート回路に通して、Ａ／Ｄ変換後、受信信号のレベル
を判定レベルと比較して反射エコーを検出する。
された後に信号処理部２ｃに入力される。信号処理部２
ｃは、所定の伝搬時間、即ち超音波探触子４からレール
１に入射された超音波パルスが傷などで反射して再び超
音波探触子４で受信されるまでの時間の範囲のみを検出
対象とするためのゲート回路を有しており、受信信号を
ゲート回路に通して、Ａ／Ｄ変換後、受信信号のレベル
を判定レベルと比較して反射エコーを検出する。
【０００５】信号処理部２ｃに入力された受信信号や、
信号処理部２ｃで検出された反射エコー信号は、表示部
２ｄ及び記録部２ｅに出力され、表示及び記録が行われ
る。その表示には、Ａスコープ表示やＢスコープ画像表
示が用いられる。Ｂスコープ画像は、例えば、横軸に探
触子位置、縦軸に反射エコーの伝搬距離をとって反射エ
コーをプロットするものであるが、屈折角（超音波がレ
ールに入射するときの入射方向と入射面から下ろした垂
線とのなす角）を考慮して反射エコーの反射源の位置を
算出してプロットすれば断面画像となる。反射源の実体
に即したこの断面画像表示は非常に有効な表示方法であ
る。
信号処理部２ｃで検出された反射エコー信号は、表示部
２ｄ及び記録部２ｅに出力され、表示及び記録が行われ
る。その表示には、Ａスコープ表示やＢスコープ画像表
示が用いられる。Ｂスコープ画像は、例えば、横軸に探
触子位置、縦軸に反射エコーの伝搬距離をとって反射エ
コーをプロットするものであるが、屈折角（超音波がレ
ールに入射するときの入射方向と入射面から下ろした垂
線とのなす角）を考慮して反射エコーの反射源の位置を
算出してプロットすれば断面画像となる。反射源の実体
に即したこの断面画像表示は非常に有効な表示方法であ
る。
【０００６】このようなレール探傷では、複数の超音波
探触子を用いて、傷の方向性等を考慮した超音波をレー
ルに入射して探傷を行っている。例えば、水平裂を検出
するためには、屈折角が０°である垂直探触子を用い、
４５°程度の傾きの横裂を検出するためには、屈折角が
４５°の斜角探触子が用いられている。これらの探触子
により、例えば、レールに存在するボルト穴１ｂでは、
垂直探触子と屈折角４５°の互いに逆向きに設置された
２つの斜角探触子からの反射エコーによって、図４のよ
うな断面画像が得られる。
探触子を用いて、傷の方向性等を考慮した超音波をレー
ルに入射して探傷を行っている。例えば、水平裂を検出
するためには、屈折角が０°である垂直探触子を用い、
４５°程度の傾きの横裂を検出するためには、屈折角が
４５°の斜角探触子が用いられている。これらの探触子
により、例えば、レールに存在するボルト穴１ｂでは、
垂直探触子と屈折角４５°の互いに逆向きに設置された
２つの斜角探触子からの反射エコーによって、図４のよ
うな断面画像が得られる。
【０００７】ところで、溶接部の溶け込み不足や縦割れ
を検出するために、同一の屈折角の２つの斜角探触子を
用いるタンデム法が用いられることがある。図５はタン
デム法の原理を説明するための図である。送信用の探触
子４ａからレール１に斜めに入射された超音波が、レー
ル１の傷などの反射源５及び底面１ａで反射し、それを
受信用の探触子４ｂで受信することによって、１つの探
触子では検出が困難な縦割れを検出することができる。
このタンデム法において、送信用探触子４ａから超音波
が送信されてから受信用探触子４ｂにおいて反射エコー
が受信されるまでの伝搬距離は、レールの高さｈと送信
用探触子４ａ及び受信用探触子４ｂの屈折角θから、
（ｈ／cosθ）×２と決定される。また、送信用探触子
４ａ及び受信用探触子４ｂの位置が決まれば、傷及び底
面での反射において入射角と反射角が等しいとして反射
源の位置は、計算上１点に定まる。
を検出するために、同一の屈折角の２つの斜角探触子を
用いるタンデム法が用いられることがある。図５はタン
デム法の原理を説明するための図である。送信用の探触
子４ａからレール１に斜めに入射された超音波が、レー
ル１の傷などの反射源５及び底面１ａで反射し、それを
受信用の探触子４ｂで受信することによって、１つの探
触子では検出が困難な縦割れを検出することができる。
このタンデム法において、送信用探触子４ａから超音波
が送信されてから受信用探触子４ｂにおいて反射エコー
が受信されるまでの伝搬距離は、レールの高さｈと送信
用探触子４ａ及び受信用探触子４ｂの屈折角θから、
（ｈ／cosθ）×２と決定される。また、送信用探触子
４ａ及び受信用探触子４ｂの位置が決まれば、傷及び底
面での反射において入射角と反射角が等しいとして反射
源の位置は、計算上１点に定まる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
送信用及び受信用斜角探触子は屈折角θを中心として多
少広がりを持った送受信特性を有するため、超音波が幅
を持つことになって、伝搬距離は（ｈ／cosθ）×２に
限定されず、探触子の位置に対して反射エコーが検出さ
れる反射源の位置も、１点ではなくある範囲となる。そ
のため、屈折角を基準とする従来方法では、タンデム法
で検出された反射エコーから、反射源の実体に即した断
面画像を生成し、その画像表示を行うことができなかっ
た。
送信用及び受信用斜角探触子は屈折角θを中心として多
少広がりを持った送受信特性を有するため、超音波が幅
を持つことになって、伝搬距離は（ｈ／cosθ）×２に
限定されず、探触子の位置に対して反射エコーが検出さ
れる反射源の位置も、１点ではなくある範囲となる。そ
のため、屈折角を基準とする従来方法では、タンデム法
で検出された反射エコーから、反射源の実体に即した断
面画像を生成し、その画像表示を行うことができなかっ
た。
【０００９】また、例えば従来のレール探傷車によるレ
ール探傷においては、探傷中にレールの種類が変わって
レール高さが変わることがあるため、レール高さを既定
値として予め与えることは難しく、そのような場合に
は、タンデム法において反射源の位置の算出を行うこと
はさらに困難を極めることになる。
ール探傷においては、探傷中にレールの種類が変わって
レール高さが変わることがあるため、レール高さを既定
値として予め与えることは難しく、そのような場合に
は、タンデム法において反射源の位置の算出を行うこと
はさらに困難を極めることになる。
【００１０】さらには、被検査体がレールの場合には、
ボルト穴のような人工構造や、継目での遊間部（レール
端面）において、タンデム法によって反射エコーが検出
されることがあり、タンデム法だけによる断面画像とし
たときに、これらと傷とを識別して表示することができ
ないという問題がある。
ボルト穴のような人工構造や、継目での遊間部（レール
端面）において、タンデム法によって反射エコーが検出
されることがあり、タンデム法だけによる断面画像とし
たときに、これらと傷とを識別して表示することができ
ないという問題がある。
【００１１】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、第１の目的は、タンデム法で検出された
反射エコーについても、正確に反射源の位置を算出し、
反射源の実体に即した断面画像を生成することができる
超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置を
提供することを目的としている。
るものであり、第１の目的は、タンデム法で検出された
反射エコーについても、正確に反射源の位置を算出し、
反射源の実体に即した断面画像を生成することができる
超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置を
提供することを目的としている。
【００１２】また、第２の目的は、第１の目的に加え
て、表示の際に、不正な反射エコーやノイズを画像表示
しないことによって、信頼性の高い断面画像表示を行う
ことができる超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画
像表示装置を提供することを目的とする。
て、表示の際に、不正な反射エコーやノイズを画像表示
しないことによって、信頼性の高い断面画像表示を行う
ことができる超音波探傷画像表示方法及び超音波探傷画
像表示装置を提供することを目的とする。
【００１３】また、第３の目的は、第１の目的に加え
て、被検査体の表面から底面（背面）までの距離が変わ
っても、問題なく反射源の位置の算出ができ、反射源の
実体に即した断面画像を生成することができる超音波探
傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置を提供する
ことを目的とする。
て、被検査体の表面から底面（背面）までの距離が変わ
っても、問題なく反射源の位置の算出ができ、反射源の
実体に即した断面画像を生成することができる超音波探
傷画像表示方法及び超音波探傷画像表示装置を提供する
ことを目的とする。
【００１４】また、第４の目的は、第１の目的に加え
て、タンデム法で検出された反射エコーの反射源の位置
と、その他の探触子によって検出された反射エコーの反
射源の位置とを重畳して断面画像表示することによっ
て、より有効な表示とすることができる超音波探傷画像
表示方法及び超音波探傷画像表示装置を提供することを
も目的としている。
て、タンデム法で検出された反射エコーの反射源の位置
と、その他の探触子によって検出された反射エコーの反
射源の位置とを重畳して断面画像表示することによっ
て、より有効な表示とすることができる超音波探傷画像
表示方法及び超音波探傷画像表示装置を提供することを
も目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、超音波の送信用斜角探触子及び受信用斜角
探触子を前後に配置したタンデム法によって被検査体を
探傷して、検出された反射エコーに基づいて断面画像表
示を行う超音波探傷画像表示方法であって、送信用斜角
探触子から超音波が送信されてから受信用斜角探触子に
おいて反射エコーが受信されるまでの時間及び超音波の
音速から算出される伝搬距離と、送信用斜角探触子及び
受信用斜角探触子が当接された被検査体の表面から底面
（背面）までの距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜
角探触子の位置とから、検出された反射エコーの反射源
の位置を算出して、断面画像表示を行うことを特徴とす
る。また、タンデム法によって超音波の送信用斜角探触
子及び受信用斜角探触子を前後に配置し被検査体を探傷
して、検出された反射エコーに基づいて断面画像表示を
行う超音波探傷画像表示装置であって、送信用斜角探触
子及び受信用斜角探触子の位置を計測する探触子位置計
測手段と、検出された反射エコーについて、超音波が送
信されてから反射エコーが受信されるまでの時間及び超
音波の音速から伝搬距離を算出する伝搬距離算出手段
と、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の位置
と、前記伝搬距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜角
探触子が当接され被検査体の表面から底面（背面）まで
の距離とから、検出された反射エコーの反射源の位置を
算出する反射源位置算出手投と、前記反射源位置算出手
段で算出された反射源の位置を表す断面画像を生成する
画像生成手投と、を有することを特徴とする。タンデム
法による超音波の伝搬距離及び被検査体の表面から底面
（背面）までの距離を用いて、反射エコーの反射源の位
置を特定することができる。従って、斜角探触子の屈折
角に広がりがあったとしても、この屈折角に依存せず
に、反射源を特定することができ、反射源の実体に即し
た断面画像を生成することができる。
に本発明は、超音波の送信用斜角探触子及び受信用斜角
探触子を前後に配置したタンデム法によって被検査体を
探傷して、検出された反射エコーに基づいて断面画像表
示を行う超音波探傷画像表示方法であって、送信用斜角
探触子から超音波が送信されてから受信用斜角探触子に
おいて反射エコーが受信されるまでの時間及び超音波の
音速から算出される伝搬距離と、送信用斜角探触子及び
受信用斜角探触子が当接された被検査体の表面から底面
（背面）までの距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜
角探触子の位置とから、検出された反射エコーの反射源
の位置を算出して、断面画像表示を行うことを特徴とす
る。また、タンデム法によって超音波の送信用斜角探触
子及び受信用斜角探触子を前後に配置し被検査体を探傷
して、検出された反射エコーに基づいて断面画像表示を
行う超音波探傷画像表示装置であって、送信用斜角探触
子及び受信用斜角探触子の位置を計測する探触子位置計
測手段と、検出された反射エコーについて、超音波が送
信されてから反射エコーが受信されるまでの時間及び超
音波の音速から伝搬距離を算出する伝搬距離算出手段
と、前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の位置
と、前記伝搬距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜角
探触子が当接され被検査体の表面から底面（背面）まで
の距離とから、検出された反射エコーの反射源の位置を
算出する反射源位置算出手投と、前記反射源位置算出手
段で算出された反射源の位置を表す断面画像を生成する
画像生成手投と、を有することを特徴とする。タンデム
法による超音波の伝搬距離及び被検査体の表面から底面
（背面）までの距離を用いて、反射エコーの反射源の位
置を特定することができる。従って、斜角探触子の屈折
角に広がりがあったとしても、この屈折角に依存せず
に、反射源を特定することができ、反射源の実体に即し
た断面画像を生成することができる。
【００１６】また、前記超音波探傷画像表示方法におい
て、前記検出された反射エコーの反射源の位置の算出
は、送信用斜角探触子における屈折角と受信用斜角探触
子における屈折角とが等しいとして、検出された反射エ
コーの反射源の位置の算出を行うことができる。また
は、前記超音波探傷画像表示装置において、前記反射源
位置算出手段は、送信用斜角探触子における屈折角と受
信用斜角探触子における屈折角とが等しいとして、検出
された反射エコーの反射源の位置を算出することができ
る。送信用斜角探触子における屈折角と受信用斜角探触
子における屈折角とを等しいとすることにより、超音波
の伝搬距離及び被検査体の表面から底面（背面）までの
距離を用いて、反射エコーの反射源の位置を特定するこ
とができる。
て、前記検出された反射エコーの反射源の位置の算出
は、送信用斜角探触子における屈折角と受信用斜角探触
子における屈折角とが等しいとして、検出された反射エ
コーの反射源の位置の算出を行うことができる。また
は、前記超音波探傷画像表示装置において、前記反射源
位置算出手段は、送信用斜角探触子における屈折角と受
信用斜角探触子における屈折角とが等しいとして、検出
された反射エコーの反射源の位置を算出することができ
る。送信用斜角探触子における屈折角と受信用斜角探触
子における屈折角とを等しいとすることにより、超音波
の伝搬距離及び被検査体の表面から底面（背面）までの
距離を用いて、反射エコーの反射源の位置を特定するこ
とができる。
【００１７】また、前記超音波探傷画像表示方法におい
て、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向
をＸ軸、被検査体の表面から底面（背面）への方向をＹ
軸にとり、被検査体の表面から底面(背面)までの距離を
ｈとし、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子のＸ軸
上の位置をｘ0±ｄ、Ｙ軸上の位置を０とし、反射エコ
ーの伝搬距離を２ｒとしたときに、検出された反射エコ
ーの反射源の位置（ｘ，ｙ）を、
て、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向
をＸ軸、被検査体の表面から底面（背面）への方向をＹ
軸にとり、被検査体の表面から底面(背面)までの距離を
ｈとし、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子のＸ軸
上の位置をｘ0±ｄ、Ｙ軸上の位置を０とし、反射エコ
ーの伝搬距離を２ｒとしたときに、検出された反射エコ
ーの反射源の位置（ｘ，ｙ）を、
【００１８】
【数３】 から算出することができる。または、前記超音波探傷画
像表示装置において、前記反射源位置算出手段は、送信
用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向をＸ軸、
被検査体の表面から底面（背面）への方向をＹ軸にと
り、被検査体の表面から底面(背面)までの距離をｈと
し、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子のＸ軸上の
位置をｘ0±ｄ、Ｙ軸上の位置を０とし、反射エコーの
伝搬距離を２ｒとしたときに、検出された反射エコーの
反射源の位置（ｘ，ｙ）を、
像表示装置において、前記反射源位置算出手段は、送信
用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向をＸ軸、
被検査体の表面から底面（背面）への方向をＹ軸にと
り、被検査体の表面から底面(背面)までの距離をｈと
し、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子のＸ軸上の
位置をｘ0±ｄ、Ｙ軸上の位置を０とし、反射エコーの
伝搬距離を２ｒとしたときに、検出された反射エコーの
反射源の位置（ｘ，ｙ）を、
【００１９】
【数４】 から算出することができる。
【００２０】また、前記超音波探傷画像表示方法におい
て、伝搬距離が所定の範囲内である反射エコーのみを対
象として反射源の位置の算出処理を行うこととできる。
または、前記超音波探傷画像表示装置において、前記反
射源位置算出手段は、前記伝搬距離が所定の範囲内であ
る反射エコーについて反射源の位置を算出することとで
きる。伝搬距離が所定の範囲内にある反射エコーのみを
対象とすることにより、不正な反射エコーやノイズを除
去することができる。所定の範囲とは、例えば、入射さ
れる超音波の屈折角の広がりに見合った伝搬距離の範囲
とするとよい。
て、伝搬距離が所定の範囲内である反射エコーのみを対
象として反射源の位置の算出処理を行うこととできる。
または、前記超音波探傷画像表示装置において、前記反
射源位置算出手段は、前記伝搬距離が所定の範囲内であ
る反射エコーについて反射源の位置を算出することとで
きる。伝搬距離が所定の範囲内にある反射エコーのみを
対象とすることにより、不正な反射エコーやノイズを除
去することができる。所定の範囲とは、例えば、入射さ
れる超音波の屈折角の広がりに見合った伝搬距離の範囲
とするとよい。
【００２１】また、前記超音波探傷画像表示方法におい
て、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が当接され
た被検査体の表面から底面（背面）までの距離を、同じ
くその表面に当接された超音波の送受信用の垂直探触子
により超音波を送信してから底面（背面）で反射したエ
コーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出
することができる。または、前記超音波探傷画像表示装
置において、さらに、前記被検査体の表面に当接された
超音波の送受信用の垂直探触子により超音波を送信して
から底面（背面）で反射したエコーが受信されるまでの
時間及び超音波の音速から、前記被検査体の表面から底
面（背面）までの距離を算出する表面底面間距離算出手
段を有することができる。垂直探触子による超音波の送
受信の時間から表面底面間距離を求めることにより、被
検査体の表面から底面（背面）までの距離の変化に対応
することができる。
て、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が当接され
た被検査体の表面から底面（背面）までの距離を、同じ
くその表面に当接された超音波の送受信用の垂直探触子
により超音波を送信してから底面（背面）で反射したエ
コーが受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出
することができる。または、前記超音波探傷画像表示装
置において、さらに、前記被検査体の表面に当接された
超音波の送受信用の垂直探触子により超音波を送信して
から底面（背面）で反射したエコーが受信されるまでの
時間及び超音波の音速から、前記被検査体の表面から底
面（背面）までの距離を算出する表面底面間距離算出手
段を有することができる。垂直探触子による超音波の送
受信の時間から表面底面間距離を求めることにより、被
検査体の表面から底面（背面）までの距離の変化に対応
することができる。
【００２２】また、前記超音波探傷画像表示方法におい
て、さらに、タンデム法以外の探触子を用いて前記被検
査体を探傷したときに検出された反射エコーに対して、
このタンデム法以外の探触子の位置及び屈折角と、超音
波が送信されてから反射エコーが受信されるまでの時間
及び超音波の音速から算出される伝搬距離とから、反射
源の位置を算出して、前記タンデム法による反射エコー
に基づく断面画像に重畳して表示することができる。ま
たは、前記超音波探傷画像表示装置において、さらに、
タンデム法以外の探触子を用いて前記被検査体を探傷し
たときに検出された反射エコーの反射源の位置を重畳し
て断面画像表示を行い、前記探触子位置計測手段は、タ
ンデム法以外の探触子の位置をも計測し、前記伝搬距離
算出手段は、タンデム法以外の探触子によって検出され
た反射エコーについても伝搬距離を求め、前記反射源位
置算出手段は、タンデム法以外の探触子位置及び屈折角
と、前記伝搬距離算出手段によって求められた伝搬距離
とから、このタンデム法以外の探触子によって検出され
た反射エコーの反射源の位置をも算出することができ
る。タンデム法で検出された反射エコーの反射源の位置
と、タンデム法以外の探触子によって検出された反射エ
コーの反射源の位置とを重畳して断面画像表示すること
ができる。
て、さらに、タンデム法以外の探触子を用いて前記被検
査体を探傷したときに検出された反射エコーに対して、
このタンデム法以外の探触子の位置及び屈折角と、超音
波が送信されてから反射エコーが受信されるまでの時間
及び超音波の音速から算出される伝搬距離とから、反射
源の位置を算出して、前記タンデム法による反射エコー
に基づく断面画像に重畳して表示することができる。ま
たは、前記超音波探傷画像表示装置において、さらに、
タンデム法以外の探触子を用いて前記被検査体を探傷し
たときに検出された反射エコーの反射源の位置を重畳し
て断面画像表示を行い、前記探触子位置計測手段は、タ
ンデム法以外の探触子の位置をも計測し、前記伝搬距離
算出手段は、タンデム法以外の探触子によって検出され
た反射エコーについても伝搬距離を求め、前記反射源位
置算出手段は、タンデム法以外の探触子位置及び屈折角
と、前記伝搬距離算出手段によって求められた伝搬距離
とから、このタンデム法以外の探触子によって検出され
た反射エコーの反射源の位置をも算出することができ
る。タンデム法で検出された反射エコーの反射源の位置
と、タンデム法以外の探触子によって検出された反射エ
コーの反射源の位置とを重畳して断面画像表示すること
ができる。
【００２３】また、前記超音波探傷画像表示方法または
前記超音波探傷画像表示装置において、前記被検査体は
レールとすることができ、また、超音波レール探傷車に
おけるレール探傷画像表示装置に使用することができ
る。
前記超音波探傷画像表示装置において、前記被検査体は
レールとすることができ、また、超音波レール探傷車に
おけるレール探傷画像表示装置に使用することができ
る。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。
の形態を説明する。
【００２５】図１は、本発明による超音波探傷画像表示
方法を実施するための、またはレール探傷車に搭載され
る超音波探傷画像表示装置の一実施形態を示す機能ブロ
ック図である。超音波探傷画像表示装置１０は、探触子
ブロック１２、多チャネル超音波送受信部１４、探触子
位置計測部１６、反射エコー検出部１８、伝搬距離算出
部２０、表面底面間距離算出部２２、反射源位置算出部
２４、画像生成部２８、表示部３０を備えている。以上
の各部は、ゲート回路、Ａ／Ｄ変換器、カウンタ、論理
回路、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ回路、Ｄ／Ａ変換器、ビ
デオアンプ、ＣＲＴ等によって実現することができる。
方法を実施するための、またはレール探傷車に搭載され
る超音波探傷画像表示装置の一実施形態を示す機能ブロ
ック図である。超音波探傷画像表示装置１０は、探触子
ブロック１２、多チャネル超音波送受信部１４、探触子
位置計測部１６、反射エコー検出部１８、伝搬距離算出
部２０、表面底面間距離算出部２２、反射源位置算出部
２４、画像生成部２８、表示部３０を備えている。以上
の各部は、ゲート回路、Ａ／Ｄ変換器、カウンタ、論理
回路、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏ回路、Ｄ／Ａ変換器、ビ
デオアンプ、ＣＲＴ等によって実現することができる。
【００２６】以下、各部の詳細をその作用と共に説明す
る。
る。
【００２７】探触子ブロック１２は、例えば、図６に示
すように、タンデム用の送信用及び受信用の斜角探触子
（例えば屈折角４５°）１２Ａ，１２Ｂ、送受信用の垂
直探触子（屈折角０°）１２Ｃ及び互いに逆向きに設置
された２つの送受信用の斜角探触子（例えば屈折角４５
°）１２Ｄ，１２Ｅが所定の位置関係で配置されている
ものからなる。なお、タンデム用の送信用斜角探触子１
２Ａを受信用としても用い、送受信用の斜角探触子の一
方１２Ｄまたは１２Ｅを兼ねるようにすることも可能で
ある。
すように、タンデム用の送信用及び受信用の斜角探触子
（例えば屈折角４５°）１２Ａ，１２Ｂ、送受信用の垂
直探触子（屈折角０°）１２Ｃ及び互いに逆向きに設置
された２つの送受信用の斜角探触子（例えば屈折角４５
°）１２Ｄ，１２Ｅが所定の位置関係で配置されている
ものからなる。なお、タンデム用の送信用斜角探触子１
２Ａを受信用としても用い、送受信用の斜角探触子の一
方１２Ｄまたは１２Ｅを兼ねるようにすることも可能で
ある。
【００２８】多チャネル超音波送受信部１４は、探触子
ブロック１２の各探触子１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２
Ｄ及び１２Ｅに対応した各チャネル（タンデムチャネ
ル、垂直チャネル、＋４５°チャネル及び−４５°チャ
ネル）の送受信部を備えている。
ブロック１２の各探触子１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２
Ｄ及び１２Ｅに対応した各チャネル（タンデムチャネ
ル、垂直チャネル、＋４５°チャネル及び−４５°チャ
ネル）の送受信部を備えている。
【００２９】探触子ブロック１２はレール１上を接触し
て移動し、その位置が探触子位置計測部１６によって計
測される。この際、多チャネル超音波送受信部１４は、
探触子位置計測部１６からの探触子位置データに基づい
て、各チャネルとも一定間隔で送信信号を送信用斜角探
触子１２Ａまたは送受信用探触子１２Ｃ，１２Ｄ，１２
Ｅに出力し、その結果、各探触子の図示しない振動子か
ら超音波パルスがレール１に入射される。この超音波パ
ルスがレール１の傷などで反射し、その反射エコーが受
信用斜角探触子１２Ｂまたは送受信用の探触子の振動子
１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅで受信される。この受信信号が
多チャネル超音波送受信部１４で増幅され、反射エコー
検出部１８へと出力される。
て移動し、その位置が探触子位置計測部１６によって計
測される。この際、多チャネル超音波送受信部１４は、
探触子位置計測部１６からの探触子位置データに基づい
て、各チャネルとも一定間隔で送信信号を送信用斜角探
触子１２Ａまたは送受信用探触子１２Ｃ，１２Ｄ，１２
Ｅに出力し、その結果、各探触子の図示しない振動子か
ら超音波パルスがレール１に入射される。この超音波パ
ルスがレール１の傷などで反射し、その反射エコーが受
信用斜角探触子１２Ｂまたは送受信用の探触子の振動子
１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅで受信される。この受信信号が
多チャネル超音波送受信部１４で増幅され、反射エコー
検出部１８へと出力される。
【００３０】反射エコー検出部１８は、多チャネル超音
波送受信部１４からの各チャネルの受信信号を、まず、
ゲート回路によって所定の伝搬時間の範囲のみを検出対
象として選択してＡ／Ｄ変換する。ゲート回路は、例え
ば、垂直チャネルではレール表面から入射された超音波
が底面で反射して戻って来るのに要する時間に応じたゲ
ート設定がなされる。タンデムチャネルでは、前述のよ
うに屈折角とレール高さによって伝搬時間は計算上は定
まるが、超音波が幅を持つことや、レールの種類によっ
てレール高さが変わることを見込んでゲートが比較的広
く設定される。
波送受信部１４からの各チャネルの受信信号を、まず、
ゲート回路によって所定の伝搬時間の範囲のみを検出対
象として選択してＡ／Ｄ変換する。ゲート回路は、例え
ば、垂直チャネルではレール表面から入射された超音波
が底面で反射して戻って来るのに要する時間に応じたゲ
ート設定がなされる。タンデムチャネルでは、前述のよ
うに屈折角とレール高さによって伝搬時間は計算上は定
まるが、超音波が幅を持つことや、レールの種類によっ
てレール高さが変わることを見込んでゲートが比較的広
く設定される。
【００３１】次に、受信信号レベルと所定の判定レベル
を比較し、受信信号レベルが判定レベル以上の場合を反
射エコーとして、例えばその受信信号レベルと伝搬時間
を検出する。なお、受信信号レベルが連続して判定レベ
ル以上である場合、つまり、反射エコーが時間的に幅を
持つ場合は、例えば、受信信号レベルはその極大値と
し、伝搬時間には、受信信号レベルが極大値となるとき
または判定レベルを越えたときの伝搬時間を採用しても
よい。
を比較し、受信信号レベルが判定レベル以上の場合を反
射エコーとして、例えばその受信信号レベルと伝搬時間
を検出する。なお、受信信号レベルが連続して判定レベ
ル以上である場合、つまり、反射エコーが時間的に幅を
持つ場合は、例えば、受信信号レベルはその極大値と
し、伝搬時間には、受信信号レベルが極大値となるとき
または判定レベルを越えたときの伝搬時間を採用しても
よい。
【００３２】伝搬距離算出部２０は、反射エコー検出部
１８において検出された各チャネルの反射エコーについ
て、超音波の音速に伝搬時間を乗ずることによって伝搬
距離を算出する。垂直チャネルの超音波は縦波、タンデ
ムチャネル及び±４５°チャネルの超音波は横波で、鋼
製のレール中の音速はそれぞれ５９００m／s、３２３０
m／sである。
１８において検出された各チャネルの反射エコーについ
て、超音波の音速に伝搬時間を乗ずることによって伝搬
距離を算出する。垂直チャネルの超音波は縦波、タンデ
ムチャネル及び±４５°チャネルの超音波は横波で、鋼
製のレール中の音速はそれぞれ５９００m／s、３２３０
m／sである。
【００３３】表面底面間距離算出部２２は、垂直チャネ
ルで検出された反射エコーの伝搬距離から表面底面間距
離、即ち、レール高さを求めるもので、例えば、想定さ
れるレール高さの約２倍の伝搬距離の反射エコーが連続
的に検出されていることを条件としてレールの底面から
の反射エコーを抽出し、その伝搬距離の１／２をレール
高さとすればよい。なお、レールの種類としては、６０
ｋｇ、５０Ｔ、５０ｋｇＮ、５０ｋｇＰＳ、４０ｋｇ
Ｎ、３７ｋｇＡ及び３０ｋｇＡがあり、それぞれのレー
ル高さは１７４mm、１６０mm、１５３mm、１４４．４６
mm、１４０mm、１２２．２４mm及び１０７．９５mmであ
る。
ルで検出された反射エコーの伝搬距離から表面底面間距
離、即ち、レール高さを求めるもので、例えば、想定さ
れるレール高さの約２倍の伝搬距離の反射エコーが連続
的に検出されていることを条件としてレールの底面から
の反射エコーを抽出し、その伝搬距離の１／２をレール
高さとすればよい。なお、レールの種類としては、６０
ｋｇ、５０Ｔ、５０ｋｇＮ、５０ｋｇＰＳ、４０ｋｇ
Ｎ、３７ｋｇＡ及び３０ｋｇＡがあり、それぞれのレー
ル高さは１７４mm、１６０mm、１５３mm、１４４．４６
mm、１４０mm、１２２．２４mm及び１０７．９５mmであ
る。
【００３４】反射源位置算出部２４は、各チャネルで検
出された反射エコーの反射源の位置を算出するものであ
る。タンデムチャネルについては、伝搬距離算出部２０
で算出された反射エコーの伝搬距離と、表面底面間距離
算出部２２で算出された表面底面間距離、即ち、レール
高さと、送信用斜角探触子１２Ａ及び受信用斜角探触子
１２Ｂの位置とから、例えば、図７に示すように、送信
用斜角探触子１２Ａにおける屈折角θと受信用斜角探触
子１２Ｂにおける屈折角θとが等しいとして反射源の位
置を算出する。図７において、レール長手方向にＸ軸、
レール表面をy＝０として深さ方向にＹ軸をとつてい
る。レール高さをｈとし、送信用及び受信用の探触子の
前後方向すなわちＸ軸上の位置をｘ0±ｄ、Ｙ軸上の位
置を０とし、Ｘ軸において負方向に超音波を送信するも
のとする。また、反射エコーの伝搬距離は２ｒである。
このとき、反射源の位置（ｘ，ｙ）は次式で求められ
る。
出された反射エコーの反射源の位置を算出するものであ
る。タンデムチャネルについては、伝搬距離算出部２０
で算出された反射エコーの伝搬距離と、表面底面間距離
算出部２２で算出された表面底面間距離、即ち、レール
高さと、送信用斜角探触子１２Ａ及び受信用斜角探触子
１２Ｂの位置とから、例えば、図７に示すように、送信
用斜角探触子１２Ａにおける屈折角θと受信用斜角探触
子１２Ｂにおける屈折角θとが等しいとして反射源の位
置を算出する。図７において、レール長手方向にＸ軸、
レール表面をy＝０として深さ方向にＹ軸をとつてい
る。レール高さをｈとし、送信用及び受信用の探触子の
前後方向すなわちＸ軸上の位置をｘ0±ｄ、Ｙ軸上の位
置を０とし、Ｘ軸において負方向に超音波を送信するも
のとする。また、反射エコーの伝搬距離は２ｒである。
このとき、反射源の位置（ｘ，ｙ）は次式で求められ
る。
【００３５】
【数５】 尚、超音波をＸ軸において正方向に送信した場合には、
（１）式におけるｘ0の後の符号−を＋に置き換えるこ
とで対応することができる。反射エコーの伝搬距離２ｒ
は、レール１に入射される超音波の広がり、すなわち中
心屈折角と指向角から決まる最小屈折角α及び最大屈折
角βによって制限されることになる。最大屈折角βの場
合の反射源の位置を図７（ｂ）に、最小屈折角αの場合
の反射源の位置を図７（ｃ）に示す。これらの間の関係
は、
（１）式におけるｘ0の後の符号−を＋に置き換えるこ
とで対応することができる。反射エコーの伝搬距離２ｒ
は、レール１に入射される超音波の広がり、すなわち中
心屈折角と指向角から決まる最小屈折角α及び最大屈折
角βによって制限されることになる。最大屈折角βの場
合の反射源の位置を図７（ｂ）に、最小屈折角αの場合
の反射源の位置を図７（ｃ）に示す。これらの間の関係
は、
【００３６】
【数６】 である。したがって、最小屈折角α及び最大屈折角βが
わかっている場合には、それに応じて決定される伝搬距
離ｒα≦ｒ≦ｒβの範囲の反射エコーのみを算出対象と
することにより、不正な反射エコーやノイズを除去する
ことができる。
わかっている場合には、それに応じて決定される伝搬距
離ｒα≦ｒ≦ｒβの範囲の反射エコーのみを算出対象と
することにより、不正な反射エコーやノイズを除去する
ことができる。
【００３７】その他のチャネルについては、図８に示す
ように、反射エコーの伝搬距離２rと探触子の位置
（ｘ0，０）及び符号付きの屈折角θから、反射源の位
置（ｘ，ｙ）は次式で求められる。
ように、反射エコーの伝搬距離２rと探触子の位置
（ｘ0，０）及び符号付きの屈折角θから、反射源の位
置（ｘ，ｙ）は次式で求められる。
【００３８】
【数７】 画像生成部２８は、反射源位置算出部２４で算出された
反射源の位置を表す断面画像を生成するものである。こ
れは、例えば、反射源の位置に対応する点が明るく、そ
の他の点が暗くなるような画像信号として出力する。あ
るいは、両者の色を違うものにしてもよい。また、反射
源の位置に対応する点は、反射エコーのチヤネルに応じ
てもしくは受信信号レベルに応じて、色や明るさを変え
ても良い。
反射源の位置を表す断面画像を生成するものである。こ
れは、例えば、反射源の位置に対応する点が明るく、そ
の他の点が暗くなるような画像信号として出力する。あ
るいは、両者の色を違うものにしてもよい。また、反射
源の位置に対応する点は、反射エコーのチヤネルに応じ
てもしくは受信信号レベルに応じて、色や明るさを変え
ても良い。
【００３９】表示部３０は、画像生成部２８から出力さ
れた断面画像信号を実際に表示するものである。
れた断面画像信号を実際に表示するものである。
【００４０】以上に説明した超音波探傷画像表示装置に
おいて、実際に得られる断面画像表示の例として、レー
ルの継目付近の腹部に水平裂が存在する場合の断面画像
の例を図９に示す。図６に示した探触子ブロック１２の
構成による、レール底面、水平裂、４つのボルト穴１ｂ
及び遊間部１ｃの反射エコーが表示されている。図にお
いて、番号を付した各反射源の表示は、次の反射エコー
のものである。
おいて、実際に得られる断面画像表示の例として、レー
ルの継目付近の腹部に水平裂が存在する場合の断面画像
の例を図９に示す。図６に示した探触子ブロック１２の
構成による、レール底面、水平裂、４つのボルト穴１ｂ
及び遊間部１ｃの反射エコーが表示されている。図にお
いて、番号を付した各反射源の表示は、次の反射エコー
のものである。
【００４１】垂直チヤネルでのレール底面１ａからの
反射エコー 垂直チヤネルでの水平裂の反射エコー 垂直チヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー ＋４５°チヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー −４５°チヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー タンデムチヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー ＋４５°チヤネルでの遊間部１ｃ（レール端面と底面
の角）からの反射エコー −４５°チヤネルでの遊間部１ｃ（レール端面と底面
の角）からの反射エコー タンデムチヤネルでの遊間部（レール端面）からの反
射エコー このように、反射源の実体に即した断面画像表示が得ら
れる。
反射エコー 垂直チヤネルでの水平裂の反射エコー 垂直チヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー ＋４５°チヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー −４５°チヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー タンデムチヤネルでのボルト穴１ｂからの反射エコー ＋４５°チヤネルでの遊間部１ｃ（レール端面と底面
の角）からの反射エコー −４５°チヤネルでの遊間部１ｃ（レール端面と底面
の角）からの反射エコー タンデムチヤネルでの遊間部（レール端面）からの反
射エコー このように、反射源の実体に即した断面画像表示が得ら
れる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１ない
し１６記載の発明によれば、タンデム法で検出された反
射エコーについても、その伝搬距離及び被検査体の表面
から背面までの距離から反射源の位置を算出し、反射源
の実体に即した断面画像表示を行うことが可能となる。
し１６記載の発明によれば、タンデム法で検出された反
射エコーについても、その伝搬距離及び被検査体の表面
から背面までの距離から反射源の位置を算出し、反射源
の実体に即した断面画像表示を行うことが可能となる。
【００４３】また、請求項４または１２記載の発明によ
れば、入射される超音波の屈折角と広がりに見合った伝
搬距離の反射エコーのみに注目することによって、不正
な反射エコーやノイズを除去することができる。
れば、入射される超音波の屈折角と広がりに見合った伝
搬距離の反射エコーのみに注目することによって、不正
な反射エコーやノイズを除去することができる。
【００４４】また、請求項５または１３記載の発明によ
れば、探傷途中で被検査体の表面から底面（背面）まで
の距離が変わったとしても、問題なく上記の反射源の位
置の算出ができる。
れば、探傷途中で被検査体の表面から底面（背面）まで
の距離が変わったとしても、問題なく上記の反射源の位
置の算出ができる。
【００４５】さらに、請求項６または請求項１４記載の
発明によれば、タンデム法で検出された反射エコーの反
射源の位置と、タンデム法以外の探触子によって検出さ
れた反射エコーの反射源の位置とを重畳して断面画像表
示することによって、より有効な表示を得ることができ
る。
発明によれば、タンデム法で検出された反射エコーの反
射源の位置と、タンデム法以外の探触子によって検出さ
れた反射エコーの反射源の位置とを重畳して断面画像表
示することによって、より有効な表示を得ることができ
る。
【図１】本発明による超音波探傷画像表示装置の一実施
形態を示す機能ブロック図である。
形態を示す機能ブロック図である。
【図２】従来の鉄道レールなどを超音波で探傷する際の
計測状態を示す斜視図である。
計測状態を示す斜視図である。
【図３】図２の超音波探傷装置の機能構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】ボルト穴付近におけるＢスコープ画像図である
（ボルト穴を重畳して表す）。
（ボルト穴を重畳して表す）。
【図５】タンデム法の原理を表す説明図である。
【図６】探触子ブロックの構成を表す説明図である。
【図７】タンデム用の送信用及び受信用の斜角探触子
と、反射エコーの反射源との位置関係を表す説明図であ
る。
と、反射エコーの反射源との位置関係を表す説明図であ
る。
【図８】送受信用斜角探触子と、反射エコーの反射源と
の位置関係を表す説明図である。
の位置関係を表す説明図である。
【図９】実際に得られるレールの継目付近の腹部に水平
裂が存在する場合の断面画像の例である。
裂が存在する場合の断面画像の例である。
１ レール １ｂ ボルト穴 １ｃ 遊間部 １２Ａ 送信用斜角探触子 １２Ｂ 受信用斜角探触子 １２Ｃ 垂直探触子 １２Ｄ 送受信用斜角探触子 １２Ｅ 送受信用斜角探触子 １６ 探触子位置計測部（探触子位置計測手段） ２２ 表面底面間距離算出部（表面底面間距離算出手
段） ２４ 反射源位置算出部（反射源位置算出手段） ２８ 画像生成部（画像生成手段）
段） ２４ 反射源位置算出部（反射源位置算出手段） ２８ 画像生成部（画像生成手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AA07 AC09 BB01 BB02 BC02 BC07 BC18 DA01 DA02 DB13 GG01 GG09 GG19 GG33 GG34 GH07 GJ02
Claims (16)
- 【請求項１】 超音波の送信用斜角探触子及び受信用斜
角探触子を前後に配置したタンデム法によって被検査体
を探傷して、検出された反射エコーに基づいて断面画像
表示を行う超音波探傷画像表示方法であって、 送信用斜角探触子から超音波が送信されてから受信用斜
角探触子において反射エコーが受信されるまでの時間及
び超音波の音速から算出される伝搬距離と、送信用斜角
探触子及び受信用斜角探触子が当接された被検査体の表
面から底面（背面）までの距離と、送信用斜角探触子及
び受信用斜角探触子の位置とから、検出された反射エコ
ーの反射源の位置を算出して、断面画像表示を行うこと
を特徴とする超音波探傷画像表示方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の超音波探傷画像表示方法
において、前記検出された反射エコーの反射源の位置の
算出は、送信用斜角探触子における屈折角と受信用斜角
探触子における屈折角とが等しいとして、検出された反
射エコーの反射源の位置の算出を行う超音波探傷画像表
示方法。 - 【請求項３】 請求項２記載の超音波探傷画像表示方法
において、 送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の前後方向をＸ
軸、被検査体の表面から底面（背面）への方向をＹ軸に
とり、被検査体の表面から底面(背面)までの距離をｈと
し、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子のＸ軸上の
位置をｘ0±ｄ、Ｙ軸上の位置を０とし、反射エコーの
伝搬距離を２ｒとしたときに、検出された反射エコーの
反射源の位置を、 【数１】 から算出することを特徴とする超音波探傷画像表示方
法。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項に記載
の超音波探傷画像表示方法において、 伝搬距離が所定の範囲内である反射エコーのみを対象と
して反射源の位置の算出処理を行うことを特徴とする超
音波探傷画像表示方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか１項に記載
の超音波探傷画像表示方法において、 送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子が当接された被
検査体の表面から底面（背面）までの距離を、同じくそ
の表面に当接された超音波の送受信用の垂直探触子によ
り超音波を送信してから底面（背面）で反射したエコー
が受信されるまでの時間及び超音波の音速から算出する
ことを特徴とする超音波探傷画像表示方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれか１項に記載
の超音波探傷画像表示方法において、さらに、 超音波の送受信用の１つまたは複数の垂直または斜角探
触子（以下、タンデム法以外の探触子という）を用いて
前記被検査体を探傷したときに検出された反射エコーに
対して、このタンデム法以外の探触子の位置及び屈折角
と、超音波が送信されてから反射エコーが受信されるま
での時間及び超音波の音速から算出される伝搬距離とか
ら、反射源の位置を算出して、前記タンデム法による反
射エコーに基づく断面画像に重畳して表示することを特
徴とする超音波探傷画像表示方法。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１項に記載
の超音波探傷画像表示方法において、 前記被検査体はレールであることを特徴とする超音波探
傷画像表示方法。 - 【請求項８】 請求項７記載の超音波探傷画像表示は、
超音波レール探傷車におけるレール傷判定装置に使用さ
れることを特徴とする超音波探傷画像表示方法。 - 【請求項９】 タンデム法によって超音波の送信用斜角
探触子及び受信用斜角探触子を前後に配置し被検査体を
探傷して、検出された反射エコーに基づいて断面画像表
示を行う超音波探傷画像表示装置であって、 送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の位置を計測す
る探触子位置計測手段と、 検出された反射エコーについて、超音波が送信されてか
ら反射エコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速
から伝搬距離を算出する伝搬距離算出手段と、 前記送信用斜角探触子及び受信用斜角探触子の位置と、
前記伝搬距離と、送信用斜角探触子及び受信用斜角探触
子が当接され被検査体の表面から底面（背面）までの距
離とから、検出された反射エコーの反射源の位置を算出
する反射源位置算出手投と、 前記反射源位置算出手段で算出された反射源の位置を表
す断面画像を生成する画像生成手投と、を有することを
特徴とする超音波探傷画像表示装置。 - 【請求項１０】 請求項９記載の超音波探傷画像表示装
置において、 前記反射源位置算出手段は、送信用斜角探触子における
屈折角と受信用斜角探触子における屈折角とが等しいと
して、検出された反射エコーの反射源の位置を算出する
ことを特徴とする超音波探傷画像表示装置。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の超音波探傷画像表示
装置において、 前記反射源位置算出手段は、送信用斜角探触子及び受信
用斜角探触子の前後方向をＸ軸、被検査体の表面から底
面（背面）への方向をＹ軸にとり、被検査体の表面から
底面(背面)までの距離をｈとし、送信用斜角探触子及び
受信用斜角探触子のＸ軸上の位置をｘ0±ｄ、Ｙ軸上の
位置を０とし、反射エコーの伝搬距離を２ｒとしたとき
に、検出された反射エコーの反射源の位置（ｘ，ｙ）
を、 【数２】 から算出することを特徴とする超音波探傷画像表示装
置。 - 【請求項１２】 請求項９ないし１１のいずれか１項に
記載の超音波探傷画像表示装置において、 前記反射源位置算出手段は、前記伝搬距離が所定の範囲
内である反射エコーについて反射源の位置を算出するこ
とを特徴とする超音波探傷画像表示装置。 - 【請求項１３】 請求項９ないし１２のいずれか１項に
記載の超音波探傷画像表示装置において、さらに、 前記被検査体の表面に当接された超音波の送受信用の垂
直探触子により超音波を送信してから底面（背面）で反
射したエコーが受信されるまでの時間及び超音波の音速
から、前記被検査体の表面から底面（背面）までの距離
を算出する表面底面間距離算出手段を有することを特徴
とする超音波探傷画像表示装置。 - 【請求項１４】 請求項９ないし１３のいずれか１項に
記載の超音波探傷画像表示装置において、さらに、超音
波の送受信用の１つまたは複数の垂直または斜角探触子
(以下、タンデム法以外の探触子という)を用いて前記被
検査体を探傷したときに検出された反射エコーの反射源
の位置を重畳して断面画像表示を行い、 前記探触子位置計測手段は、タンデム法以外の探触子の
位置をも計測し、 前記伝搬距離算出手段は、タンデム法以外の探触子によ
って検出された反射エコーについても伝搬距離を求め、 前記反射源位置算出手段は、タンデム法以外の探触子位
置及び屈折角と、前記伝搬距離算出手段によって求めら
れた伝搬距離とから、このタンデム法以外の探触子によ
って検出された反射エコーの反射源の位置をも算出する
超音波探傷画像表示装置。 - 【請求項１５】 請求項９ないし１４のいずれか１項に
記載の超音波探傷画像表示装置において、 被検査体がレールであることを特徴とする超音波探傷画
像表示装置。 - 【請求項１６】 請求項９ないし１５のいずれか１項に
記載の超音波探傷画像表示装置において、 超音波レール探傷車におけるレール探傷画像表示装置に
使用されることを特徴とする超音波探傷画像表示装置。
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